Beranda → Teori & Standar Penyeimbangan
Teori Penyeimbangan Rotor: Norma ISO, Kelas G, Rumus, dan Perhitungan
Semua yang sebenarnya dikatakan oleh standar, lengkap dengan matematikanya: apa itu ketidakseimbangan dalam bahasa sederhana, rumus gaya sentrifugal, ketidakseimbangan statis vs dinamis, kecepatan getaran RMS, zona getaran ISO 10816 (termasuk pompa), kelas kualitas keseimbangan ISO 1940 / ISO 21940-11 beserta perhitungan ketidakseimbangan sisa yang diizinkan, konversi mm/s ↔ dB, frekuensi alami dan resonansi — serta bagaimana masing-masing tampak di layar instrumen instrumen penyeimbangan lapangan.
- Ketidakseimbangan rotor secara sederhana
- Gaya sentrifugal dari ketidakseimbangan
- Ketidakseimbangan statis vs dinamis
- Bagaimana ketidakseimbangan memperpendek usia pakai bantalan
- Kecepatan getaran RMS — apa itu
- Norma getaran ISO 10816 (termasuk pompa)
- Tabel kelas G (ISO 1940 / 21940-11)
- Ketidakseimbangan sisa yang diizinkan: perhitungannya
- Frekuensi alami dan resonansi
- Mengonversi mm/s ke dB
- FAQ
1. Apa Itu Ketidakseimbangan Rotor, Secara Sederhana
Idealnya, massa rotor terdistribusi sedemikian rupa sehingga pusat massanya terletak tepat pada sumbu putarannya. Pada kenyataannya, hal ini tidak pernah benar-benar terjadi: porositas hasil pengecoran, toleransi permesinan, perbaikan las, pisau yang aus atau diganti, kotoran yang menumpuk, sebuah pasak yang duduk di alur pasak — semuanya menggeser beberapa gram ke satu sisi. Pergeseran massa itu adalah ketidakseimbangan.
Selagi rotor diam, ketidakseimbangan tidak terlihat. Begitu berputar, massa yang bergeser itu dipaksa bergerak melingkar, dan menurut hukum Newton ia menarik poros ke arah luar — satu kali per putaran, selalu ke arah “titik berat”. Bantalan menerima gaya berputar; rumah bantalan menerima getaran tepat pada frekuensi putaran (komponen komponen 1×). Kalimat tunggal itu menjelaskan sebagian besar dari apa yang dilakukan instrumen penyeimbang: ia mengukur seberapa besar tarikan satu-kali-per-putaran itu (amplitudo) dan ke mana titik berat mengarah (fase).
Ketidakseimbangan diukur sebagai massa dikalikan radiusnya:
U — ketidakseimbangan [g·mm]; m — massa yang bergeser [g]; r — radius tempatnya berada [mm]. 10 g pada 100 mm = 1.000 g·mm — sama merugikannya dengan 20 g pada 50 mm.
Membagi U dengan massa rotor menghasilkan ketidakseimbangan spesifik e = U/M [g·mm/kg = µm] — yang sebenarnya tidak lain adalah jarak antara pusat massa dan sumbu putaran. Besaran kecil ini adalah jembatan ke kelas-kelas ISO dalam bagian 7: rotor industri yang “diseimbangkan dengan baik” biasanya memiliki pusat massa dalam jarak beberapa puluh mikron dari sumbu.
2. Gaya Sentrifugal dari Ketidakseimbangan — Rumus dan Contoh Perhitungan
Tarikan berputar yang diciptakan oleh ketidakseimbangan adalah gaya sentrifugal biasa:
F — gaya [N]; m — massa ketidakseimbangan [kg]; r — radius [m]; U — ketidakseimbangan [kg·m]; ω — kecepatan sudut [rad/s]; n — kecepatan rotor [rpm].
Bagian yang sering diremehkan orang adalah persegi pada ω. Ambil ketidakseimbangan sedang sebesar 100 g·mm (10 g pada 10 mm, atau 1 g pada 100 mm) dan lihat apa yang dilakukan kecepatan terhadapnya:
| Kecepatan rotor | ω | Gaya sentrifugal dari 100 g·mm | Bobot statis ekuivalen |
|---|---|---|---|
| 500 rpm | 52,4 rad/s | 0,27 N | ~28 g |
| 1.500 rpm | 157 rad/s | 2,5 N | ~0,25 kg |
| 3.000 rpm | 314 rad/s | 9,9 N | ~1 kg |
| 6.000 rpm | 628 rad/s | 39,4 N | ~ 4 kg |
| 12.000 rpm | 1.257 rad/s | 158 N | ~16 kg |
Contoh yang lebih industrial: sebuah bengkel reparasi mengelas braket palu baru ke drum mulcher dan meninggalkannya lebih berat 50 g pada radius 200 mm — itu berarti U = 10.000 g·mm. Pada kecepatan kerja 1.500 rpm, bantalan drum kini menanggung gaya berputar tambahan sebesar F = 0.01 kg·m × 157² ≈ 246 N ≈ 25 kg — seperti sekantong semen yang berayun mengelilingi poros 25 kali per detik. Pada 2.000 rpm, kesalahan yang sama menarik dengan gaya ~44 kg.
Dua konsekuensi praktis mengikuti langsung dari hukum ω²:
- Toleransi semakin ketat seiring kecepatan. Ketidakseimbangan sisa yang sama, yang tidak berbahaya pada crusher 500 rpm, dapat merusak pada spindel 12.000 rpm — dan itulah tepatnya bagaimana Kelas G dibangun;
- “Hanya bergetar pada kecepatan penuh” adalah fisika yang wajar, bukan misteri: pada setengah kecepatan, gayanya menjadi seperempat. (Jika getaran melompat secara tidak proporsional pada pita RPM yang sempit, itu adalah fenomena yang berbeda — resonansi.)
3. Ketidakseimbangan Statis vs Dinamis — Perbedaan yang Menentukan Satu Bidang atau Dua
Ketidakseimbangan datang dalam dua bentuk dasar, dan perbedaannya bukan sekadar teori: perbedaan itu menentukan apakah satu bobot koreksi sudah cukup atau diperlukan dua bidang.
- Ketidakseimbangan statis — titik berat secara efektif berada pada satu lokasi aksial; pusat massa bergeser ke samping. Pada penyangga bebas, rotor yang berhenti akan berguling dengan sisi berat di bawah dengan sendirinya (karena itu disebut “statis” — Anda dapat menemukannya tanpa memutarnya). Satu bobot pada satu bidang mengoreksinya (statis / penyeimbangan bidang tunggal).
- Ketidakseimbangan momen / dinamis — dua titik berat yang setara di ujung-ujung rotor yang berlawanan, berjarak 180°. Saat diam, keduanya saling meniadakan: rotor seimbang secara statis dan tidak akan berguling. Saat berputar, setiap ujung menarik ke arahnya sendiri, terpaut setengah putaran — rotor bergoyang, penyangga bergetar dalam fase yang berlawanan. Ini ketidakseimbangan kopel dapat dideteksi hanya saat berputar dan dapat dikoreksi hanya dengan bobot pada dua bidang. Rotor nyata membawa campuran dari kedua bentuk ini, itulah sebabnya rotor panjang diseimbangkan pada dua bidang sebagai satu perhitungan gabungan — metode lengkapnya dibahas dalam Penjelasan Penyeimbangan Dinamis.
| Ketidakseimbangan statis | Ketidakseimbangan dinamis (kopel) | |
|---|---|---|
| Dapat terdeteksi saat diam? | Ya — rotor berguling dengan sisi berat di bawah | Tidak — muncul hanya saat berputar |
| Getaran penyangga | Kedua penyangga sefase | Penyangga tidak sefase (rotor “bergoyang”) |
| Koreksi | 1 bobot, 1 bidang | 2 bobot, 2 bidang, diselesaikan bersama |
| Aturan praktis | Lebar rotor < ~1/2 diameter (dalam praktik 1/3) → satu bidang biasanya sudah cukup; lebih panjang → dua bidang (ISO 21940-11) | |
4. Apa yang Dilakukan Ketidakseimbangan pada Bantalan: Hukum Kubik Usia Pakai
Gaya sentrifugal dari bagian 2 tidak hilang begitu saja — ia mendarat di bantalan sebagai beban berputar tambahan, ditambahkan di atas beban bobot dan beban proses yang sudah diperhitungkan untuk ukuran bantalan tersebut. Usia pakai kelelahan bantalan bola mengikuti persamaan rating klasik:
C — kapasitas beban dinamis bantalan; P — beban dinamis ekuivalen yang sebenarnya diterapkan.
Karena beban masuk dipangkatkan tiga (atau lebih buruk), gaya ketidakseimbangan yang tampak sedang berubah menjadi kehilangan usia pakai yang dramatis:
| Beban dinamis tambahan akibat ketidakseimbangan | Sisa usia pakai bantalan (bola, p = 3) |
|---|---|
| +10 % | ≈ 75% |
| +26 % | ≈ 50% |
| +50 % | ≈ 30% |
| +100% (beban dua kali lipat) | ≈ 12% |
Pada contoh mulcher di atas, 50 g yang terlupakan pada radius 200 mm menambahkan ~250 N beban berputar. Untuk bantalan drum yang dibebani, katakanlah, 1 kN, itu berarti +25% — usia pakai kira-kira berkurang setengah hanya karena satu perbaikan yang ceroboh. Dan bantalan hanyalah korban pertama; guncangan yang sama mengendurkan baut, membuka retakan pada lasan dan rumah bantalan, mengaus kopling dan sabuk, dan mengaburkan hasil permesinan mesin perkakas. Rantai itu — ketidakseimbangan → gaya → kelelahan material — adalah alasan mengapa penyeimbangan adalah perawatan, bukan kosmetik.
5. Kecepatan Getaran RMS: Apa yang Sebenarnya Diukur
Getaran dapat digambarkan dengan perpindahan (µm), kecepatan (mm/s), atau percepatan (m/s²). Standar kondisi mesin memilih untuk menetapkan pada kecepatan getaran, karena ini menimbang rentang frekuensi menengah yang merusak secara paling merata — dan secara khusus pada nilai RMS (root mean square):
RMS adalah “rata-rata energi” dari sinyal selama jendela pengukuran — besaran yang menjadi acuan batas-batas ISO 10816/20816.
Mengapa RMS, bukan nilai puncak? Sinyal getaran nyata adalah campuran: sinus ketidakseimbangan 1× ditambah harmonik, noise bantalan, dan lonjakan acak. Nilai puncak bisa melompat-lompat; RMS mengintegrasikan kandungan energi sejati dari sinyal dan berulang secara andal dari satu pengukuran ke pengukuran berikutnya — itulah yang Anda perlukan untuk membandingkan dengan norma atau nilai “sebelum”. (Nilai puncak masih penting dalam analisis kejut; untuk penyeimbangan dan penilaian kondisi, RMS-lah yang berlaku.)
Bagaimana cara mengukurnya dalam praktik: sebuah akselerometer pada rumah bantalan (arah radial, dudukan magnet pada permukaan datar yang bersih), sinyal diintegrasikan menjadi kecepatan, dibatasi pada rentang standar 10–1.000 Hz, RMS dihitung dari rata-rata beberapa puluh putaran. Pada layar vibrometer Balanset-1A Anda melihat tiga angka penting berdampingan: RMS keseluruhan (semua penyebab digabungkan), komponen 1× (bagian yang dapat dihilangkan oleh penyeimbangan — beserta fasenya), dan RPM. Jika nilai keseluruhan 6 mm/s tetapi bagian 1× hanya 1 mm/s, penyeimbangan tidak akan memperbaiki mesin itu — ada hal lain selain ketidakseimbangan yang mengguncangnya.
6. Norma Getaran menurut ISO 10816 / 20816 — Termasuk Pompa
ISO 10816 (yang kini sedang digabungkan ke dalam ISO 20816) menjawab pertanyaan operator: “apakah getaran sebesar ini dapat diterima?” Ini menilai mesin yang telah dirakit berdasarkan kecepatan getaran RMS yang diukur pada bagian yang tidak berputar (rumah bantalan) dan mengurutkan hasilnya ke dalam empat zona:
| Daerah | Arti | Pedoman umum (mesin menengah) |
|---|---|---|
| Kondisi mesin baru | hingga ~1,4 mm/s | |
| B | Dapat diterima untuk operasi jangka panjang tanpa batasan | 1,4 – 2,8 mm/detik |
| C | Tidak memuaskan untuk operasi jangka panjang — rencanakan koreksi | 2,8 – 4,5 mm/s |
| D | Getaran yang menyebabkan kerusakan — bertindak sekarang | di atas 4,5 mm/detik |
Khusus untuk pompa (ISO 10816-3 Grup 2: mesin 15–300 kW, dan ISO 10816-7 untuk pompa rotodinamik), batas zona bergantung pada jenis pondasinya — kaku atau fleksibel:
| Pompa pada… | Batas Zona A/B | Batas Zona B/C | Batas Zona C/D |
|---|---|---|---|
| Penyangga kaku (pelat dasar berperekat) | 1,4 mm/detik | 2,8 mm/detik | 4,5 mm/detik |
| Penyangga fleksibel (rangka, dudukan pegas) | 2,3 mm/detik | 4,5 mm/detik | 7,1 mm/detik |
Mesin yang lebih besar (>300 kW, ISO 10816-3 Grup 1) mendapatkan batas yang secara proporsional lebih longgar (2,3 / 4,5 / 7,1 mm/s pada penyangga kaku, 3,5 / 7,1 / 11 mm/s pada penyangga fleksibel). Selalu periksa batas dari produsen mesin itu sendiri jika disebutkan — batas tersebut mengesampingkan tabel umum ini.
Tiga aturan lapangan yang membuat tabel ini berguna, bukan sekadar teori:
- Ukur pada bantalan, dalam tiga arah jika memungkinkan (horizontal, vertikal, aksial) — norma berlaku untuk pembacaan tertinggi;
- Nilai trennya, bukan hanya angka absolutnya. Pompa yang selama bertahun-tahun berada di 1,8 mm/s dan sekarang menunjukkan 3,4 mm/s pantas mendapat perhatian meskipun secara teknis masih “dapat diterima”;
- Mesin pertanian dan mesin bergerak dinilai lebih longgar — mulcher dan mesin pemotong rumput dengan rangka yang secara inheren fleksibel dianggap baik hingga ~7 mm/s; mengejar angka setara pompa di sana hanyalah usaha yang terbuang (detailnya ada di bab toleransi).
7. Kelas Kualitas Keseimbangan G — Tabel ISO 1940 / ISO 21940-11
Sementara ISO 10816 menilai mesin yang sedang berjalan, ISO 1940-1 (digantikan oleh ISO 21940-11, isinya pada dasarnya tidak berubah) menilai rotor itu sendiri: berapa banyak ketidakseimbangan sisa yang boleh tertinggal setelah penyeimbangan. Toleransinya dinyatakan sebagai Keseimbangan kualitas kelas G, didefinisikan sebagai hasil kali ketidakseimbangan spesifik dan kecepatan sudut:
e_per — ketidakseimbangan spesifik yang diizinkan (pergeseran pusat massa) [mm]; ω — kecepatan sudut [rad/s]. Hasil kalinya adalah sebuah kecepatan — itulah sebabnya kelas menggunakan satuan mm/s.
Keanggunan definisi ini: satu angka G mencakup semua kecepatan. Rotor yang diseimbangkan hingga G 6.3 memiliki pusat massa yang cukup dekat dengan sumbunya sehingga kecepatan akibat ketidakseimbangan adalah 6,3 mm/s — berapa pun RPM-nya. Rotor yang lebih cepat → ω lebih besar → pergeseran e_per yang diizinkan secara proporsional lebih kecil. Kelas-kelas standar dan penerapan konvensionalnya:
| Kelas | Jenis rotor umum (menurut ISO 21940-11) |
|---|---|
| G 40 | Roda mobil, pelek roda, poros penggerak kendaraan berkecepatan rendah |
| G 16 | Poros cardan/gardan, rotor mesin pertanian, komponen crusher, komponen mesin individual |
| G 6.3 | Standar industri: kipas, blower, pompa, motor listrik umum, komponen mesin, drum, puli, roda gila, sentrifugal |
| G 2,5 | Turbin gas dan uap, rotor turbo-generator kaku, penggerak mesin perkakas, motor listrik menengah/besar dengan persyaratan khusus |
| G 1 | Penggerak mesin gerinda, penggerak perekam pita dan fonograf, armatur presisi kecil |
| G 0,4 | Spindel gerinda presisi, giroskop |
Apa arti fisik dari kelas ini paling mudah dirasakan melalui e_per. Pada 3.000 rpm (ω = 314 rad/s), kelas G 6.3 mengizinkan e_per = 6,3 / 314 = 0,02 mm = 20 µm: pusat massa rotor 3.000 rpm yang “diseimbangkan secara normal” berada dalam jarak dua per seratus milimeter dari sumbunya. G 1 pada kecepatan yang sama hanya mengizinkan 3 µm. Inilah sebabnya perkakas penyeimbang, arbor, dan bahkan posisi tanda takometer ditangani dengan begitu teliti — pada pergeseran sekecil ini, segalanya berarti.
8. Ketidakseimbangan Sisa yang Diizinkan: Perhitungan ISO 1940, Langkah demi Langkah
Pertanyaan praktis yang mengakhiri setiap pekerjaan: “berapa banyak gram-milimeter yang boleh tersisa?” Dari definisi kelas, satu rumus menjawabnya:
G — kelas [mm/s]; M — massa rotor [kg]; n — kecepatan kerja [rpm]. Konstanta 9549 = 1000 × 60/2π mengonversi satuannya. Untuk penyeimbangan dua bidang, hasilnya dibagi antara kedua bidang — biasanya 50/50 untuk rotor simetris.
-
Pilih kelasnya
Dari tabel penerapan ISO 21940-11 di atas — misalnya impeler kipas industri → G 6.3.
-
Masukkan massa dan kecepatan kerja
Rotor kipas M = 80 kg, n = 3.000 rpm: U_per = 9549 × 6,3 × 80 / 3000 = ≈ 1.604 g·mm total.
-
Dibagi antara bidang-bidang koreksi
Rotor simetris, dua bidang → ≈ 802 g·mm per bidang. (Rotor yang sama jika diseimbangkan ke kelas pertanian G 16 akan diizinkan ≈ 2.037 g·mm per bidang — kelas berskala linier.)
-
Terjemahkan ke dalam gram pada radius Anda
Radius koreksi 250 mm → titik berat sisa harus di bawah 802 / 250 ≈ 3,2 g per bidang. Itulah angka yang dibandingkan dengan apa yang dilaporkan instrumen setelah run trim.
Tidak perlu menghitungnya secara manual di lokasi mesin: kalkulator yang sama sudah terpasang dalam perangkat lunak Balanset — masukkan massa, kecepatan, dan kelas, maka toleransinya akan muncul di samping ketidakseimbangan sisa yang terukur pada jendela hasil. Versi daring gratisnya ada di sini: Kalkulator ketidakseimbangan sisa ISO 21940-11.
Instrumen menjalankan perhitungan ini untuk Anda
Balanset-1A mengukur dua kanal + fase, menghitung massa koreksi dengan metode koefisien pengaruh, memeriksa hasilnya terhadap toleransi ISO 21940-11, dan mencetak laporan — untuk €1,975, pembaruan perangkat lunak gratis seumur hidup. Teori pada halaman ini adalah persis apa yang diimplementasikan pada layarnya.
9. Frekuensi Alami dan Resonansi — Jebakan yang Ditemui Setiap Penyeimbang
Setiap struktur — rotor, penyangga, rangka, pondasi — memiliki frekuensi alami: laju di mana ia “ingin” berosilasi setelah dipukul, ditentukan oleh kekakuan dan massanya (untuk model paling sederhana, f_n = (1/2π)·√(k/m)). Ketika kecepatan rotor mendekati frekuensi alami, gaya ketidakseimbangan satu-kali-per-putaran tiba selaras dengan ayunan struktur itu sendiri, setiap dorongan menambah dorongan sebelumnya. Itulah resonansi: amplitudo berlipat ganda (hanya dibatasi oleh peredaman), fase berayun liar, dan aritmatika linier yang menjadi andalan penyeimbangan runtuh.
Cara resonansi menunjukkan dirinya selama pekerjaan penyeimbangan:
- perubahan RPM yang kecil (50–100 rpm) mengubah getaran berkali-kali lipat;
- pembacaan fase menolak untuk stabil, atau melompat ketika kecepatan bergeser beberapa rpm;
- setelah memasang bobot hasil perhitungan, getaran bertambah — dan run berikutnya meminta massa yang semakin besar;
- getarannya lebih besar menjauh dari rotor (tangga, pelindung, kabin) daripada pada bantalannya — sebuah elemen struktural sedang beresonansi, bukan rotornya.
Cara menemukan frekuensi alami dengan instrumen: grafik RunDown
Metode lapangan tercepat tidak membutuhkan peralatan tambahan: putar mesin hingga kecepatan kerja, putuskan penggeraknya, dan biarkan instrumen merekam amplitudo dan fase secara terus-menerus selagi rotor melambat (coast-down) di seluruh rentang kecepatan. Perangkat lunak Balanset memplot keduanya terhadap RPM (grafik RunDown). Membacanya cukup sekali lihat:
- masing-masing puncak amplitudo pada saat penurunan kecepatan menandai frekuensi alami yang dilewati rotor;
- pada kecepatan yang sama, jejak fase membuat tikungan tajam (pergeseran ~180° saat melewati resonansi) — konfirmasi klasik bahwa itu adalah resonansi sejati, bukan efek beban;
- yang lembah tenang di antara puncak adalah kecepatan penyeimbangan Anda yang aman.
Apa yang harus dilakukan dengan pengetahuan ini:
- Seimbangkan di luar zona resonansi — biasanya jelas di bawah puncak pertama atau di lembah di antara puncak-puncak. Praktik pada mulcher: penyeimbangan kasar pada 600–900 rpm, lalu verifikasi pada kecepatan kerja;
- Jaga setiap run dalam satu rangkaian pada kecepatan yang sama (±100 rpm) — di dekat resonansi, bahkan pergeseran 2–3 rpm mengubah amplitudo dan fase secara nyata;
- Untuk rig uji dan dudukan DIY, rancang geometrinya dengan sengaja: dudukan lunak (below-resonance) menghendaki frekuensi alaminya 2–3× di bawah ini kecepatan penyeimbangan — penyangga berpegas yang terlihat jelas dapat digoyangkan dengan tangan mencapai persis itu;
- Jika kecepatan kerja itu sendiri berada pada resonansi, penyeimbangan hanyalah paliatif — perbaikan sesungguhnya adalah mengubah kekakuan atau massa (memperkuat rangka, dudukan yang berbeda) untuk menggeser frekuensi alami menjauh.
10. Mengonversi mm/s ke dB (Tingkat Kecepatan Getaran)
Data getaran terkadang disajikan dalam desibel — norma Eropa Timur yang lebih lama, beberapa penganalisis, dan laporan getaran bangunan menggunakan skala logaritmik. Konversinya adalah sebuah definisi, bukan pengukuran:
v — kecepatan RMS yang terukur; v₀ — kecepatan referensi. 5·10⁻⁸ m/s adalah referensi yang digunakan dalam praktik diagnostik getaran (tradisi GOST/ISO lama); ISO 1683 juga mencantumkan 10⁻⁹ m/s untuk beberapa penggunaan akustik — selalu sebutkan referensinya saat mengutip nilai dB.
Konversi praktis pada referensi umum v₀ = 5·10⁻⁸ m/s:
| Kecepatan RMS | Tingkat | Di mana Anda menemuinya |
|---|---|---|
| 0,5 mm/detik | 80dB | Mesin kecil yang sangat baik |
| 1,0 mm/detik | 86 dB | Zona A, kondisi baik |
| 2,8 mm/detik | 95 dB | Wilayah batas zona A/B → B/C |
| 4,5 mm/detik | 99 dB | Batas zona C/D (mesin menengah) |
| 7,1 mm/detik | 103 dB | Batas C/D penyangga fleksibel |
| 10 mm/s | 106 dB | Parah — wilayah kerusakan |
Dua aturan praktis membuat skalanya intuitif: +6 dB = kecepatan dua kali lipat, +20 dB = sepuluh kali lipat kecepatannya. Jadi mesin yang turun dari 99 dB menjadi 86 dB setelah diseimbangkan sebenarnya menurunkan getarannya ~4,5× — skala logaritmik memampatkan perbaikan besar menjadi angka yang tampak sederhana, itulah sebabnya laporan layanan untuk pelanggan lebih jelas dalam satuan mm/s.
11. Pertanyaan yang Sering Diajukan
Apa itu ketidakseimbangan rotor secara sederhana?
Ketidakseimbangan berarti pusat massa rotor tidak terletak tepat pada sumbu putarannya — ada massa ekstra yang bertumpu pada satu sisi. Saat diam, hal ini tidak terlihat; saat berputar, massa yang bergeser itu menarik poros ke arah luar satu kali per putaran, menciptakan gaya sentrifugal berputar yang mengguncang mesin tepat pada frekuensi putarannya (komponen 1×). Ini diukur sebagai massa × radius (g·mm) dan dikoreksi dengan menambah atau mengurangi bobot.
Apa rumus gaya sentrifugal dari ketidakseimbangan?
F = m·r·ω² = U·ω², dengan U = m·r adalah ketidakseimbangan dan ω = 2πn/60 adalah kecepatan sudut. Gaya ini tumbuh dengan pangkat dua RPM: 100 g·mm menghasilkan gaya berputar ~1 kg pada 3.000 rpm tetapi ~16 kg pada 12.000 rpm. Hukum kuadrat inilah yang menyebabkan toleransi penyeimbangan semakin ketat seiring naiknya kecepatan.
Apa perbedaan antara keseimbangan statis dan dinamis?
Ketidakseimbangan statis adalah satu titik berat efektif: rotor yang berhenti akan berguling dengan sisi berat di bawah pada penyangga bebas, dan satu bobot pada satu bidang sudah cukup mengoreksinya. Ketidakseimbangan dinamis (momen) adalah titik-titik berat di ujung yang berlawanan, berjarak 180°: rotor seimbang saat diam tetapi bergoyang saat berputar, dan hanya dapat dideteksi ketika berputar serta dikoreksi dengan bobot pada dua bidang. Rotor nyata menggabungkan keduanya, itulah sebabnya rotor panjang diseimbangkan pada dua bidang sebagai satu perhitungan.
Bagaimana ketidakseimbangan memengaruhi usia pakai bantalan?
Gaya sentrifugal menambah beban dinamis bantalan P, dan usia pakai bantalan bola mengikuti L₁₀ = (C/P)³ — beban masuk dalam bentuk pangkat tiga. Kira-kira: beban +10% ≈ usia pakai −25%, +26% ≈ −50%, beban dua kali lipat menyisakan ~12% dari usia pakai. Selain bantalan, gaya berputar yang sama mengendurkan pengencang, menyebarkan retakan, dan mengaus kopling.
Apa itu kecepatan getaran RMS dan bagaimana cara mengukurnya?
Kecepatan getaran RMS (root mean square) adalah rata-rata energi dari sinyal kecepatan dalam mm/s — besaran standar pada ISO 10816/20816. Untuk gelombang sinus murni, nilainya sama dengan 0,707 dari nilai puncak. Diukur dengan akselerometer pada rumah bantalan (arah radial), sinyal diintegrasikan menjadi kecepatan pada rentang 10–1.000 Hz dan dirata-ratakan selama beberapa puluh putaran; instrumen dua kanal membaca kedua bantalan secara simultan dan juga memisahkan komponen 1× yang dapat dihilangkan oleh penyeimbangan.
Apa norma getaran ISO 10816 untuk pompa?
Untuk pompa 15–300 kW (ISO 10816-3 Grup 2), batas zonanya adalah 1,4 / 2,8 / 4,5 mm/s RMS pada penyangga kaku dan 2,3 / 4,5 / 7,1 mm/s pada penyangga fleksibel — zona A hingga nilai pertama, zona B hingga nilai kedua (dapat diterima untuk jangka panjang), zona C hingga nilai ketiga (segera perbaiki), zona D di atasnya (risiko kerusakan). Mesin yang lebih besar mendapatkan batas yang secara proporsional lebih tinggi; batas yang ditetapkan produsen mengesampingkan tabel umum ini.
Apa arti kelas kualitas keseimbangan G dalam ISO 1940?
Kelas G (dalam mm/s) sama dengan ketidakseimbangan spesifik yang diizinkan dikalikan kecepatan sudut: G = e_per·ω. Penetapan umum: G 40 — roda mobil; G 16 — poros cardan dan rotor pertanian; G 6.3 — kipas, pompa, motor umum, dan drum (standar industri); G 2.5 — turbin dan mesin perkakas; G 1–G 0.4 — spindel presisi. Karena ω masuk dalam definisinya, kelas yang sama mengizinkan g·mm yang lebih sedikit seiring naiknya kecepatan.
Bagaimana cara menghitung ketidakseimbangan sisa yang diizinkan menurut ISO 1940?
U_per = 9549 · G · M / n, dengan G adalah kelas dalam mm/s, M adalah massa rotor dalam kg, dan n adalah kecepatan dalam rpm — hasilnya dalam g·mm, dibagi antara dua bidang koreksi (biasanya 50/50). Contoh: kipas 80 kg pada 3.000 rpm, G 6.3 → 9549×6,3×80/3000 ≈ 1.604 g·mm total ≈ 802 g·mm per bidang; pada radius koreksi 250 mm itu setara sekitar 3,2 g. Alat daring: kalkulator ISO 21940-11 di vibromera.eu.
Bagaimana cara menemukan frekuensi alami dan menghindari resonansi saat menyeimbangkan?
Rekam grafik coast-down (RunDown): jalankan mesin hingga kecepatan penuh, putuskan penggeraknya, dan catat amplitudo serta fase terhadap RPM yang menurun. Setiap puncak amplitudo yang disertai tikungan fase yang tajam menandai satu frekuensi alami; lembah di antara puncak-puncak adalah kecepatan penyeimbangan yang aman. Tanda-tanda Anda berada pada resonansi: perubahan 50–100 rpm mengubah getaran berkali-kali lipat, fase tidak mau stabil, dan bobot hasil perhitungan justru memperburuk keadaan. Seimbangkan di luar zona tersebut, atau ubah kekakuan struktur untuk menggeser resonansi menjauh.
Bagaimana cara mengonversi mm/s ke dB untuk getaran?
L_v = 20·log₁₀(v/v₀) dengan referensi v₀ = 5·10⁻⁸ m/s yang digunakan dalam praktik diagnostik getaran: 1 mm/s ≈ 86 dB, 4,5 mm/s ≈ 99 dB, 10 mm/s ≈ 106 dB. Ingat, +6 dB berarti kecepatan dua kali lipat dan +20 dB berarti sepuluh kali lipat; dan selalu sebutkan nilai referensinya, karena beberapa standar akustik menggunakan 10⁻⁹ m/s sebagai gantinya.
